基于PLC的電力變壓器冷卻控制裝置的研究

摘 要：前運(yùn)行的冷卻控制裝置在電力變壓器中存在的控制誤差大、可靠性低、回路復(fù)雜、故障率高等問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題本文提出并研制了一種新型冷控制裝置。設(shè)計(jì)的思想是在硬件上主要是電線的連接問(wèn)題，通過(guò)各個(gè)模塊的組建而成，各個(gè)模塊響應(yīng)的負(fù)責(zé)自己部分的電氣連線。所有的控制部分由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，編程語(yǔ)言是PLC，也就是可編程邏輯器件，包括整體的軟件和上位機(jī)的監(jiān)控軟件。運(yùn)行表明，該裝置控制精確、可靠性高、并能冷卻器組壽命得到延長(zhǎng)，滿足了智能化控制變壓器冷卻控制裝置的要求。

關(guān)鍵詞：可編程序控制器 冷卻控制系統(tǒng) 變壓器 負(fù)反饋控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TM41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2013）04（c）-0000-00

1 硬件設(shè)計(jì)

1.1 可編程序控制器的輸入輸出連接

變壓器冷卻控制裝置的核心PLC由EM222（8繼電器輸出），CPU模塊一個(gè)CPU224（14數(shù)字輸入/10繼電器輸出），EM221（16路數(shù)字輸入），輸入輸出擴(kuò)展模塊三個(gè)，PLC輸入端子采集信號(hào)一個(gè)，EM223（8數(shù)字輸入/8繼電器輸出）一個(gè)組成，輸出控制信號(hào)從輸出端這個(gè)部件輸出。

1.2 電源監(jiān)控和凝露溫度監(jiān)控部分電氣接線

兩路電源冷卻負(fù)責(zé)給系統(tǒng)供電，通過(guò)開(kāi)關(guān)可以選擇一路為主要的電源，一路為輔助的電源，電源監(jiān)視控制部分所起到的作用，送入可編程序控制器將電源狀態(tài)信號(hào)，并監(jiān)視兩路電源的狀態(tài)；同時(shí)選擇一路電源為裝置供電通過(guò)斷路器動(dòng)作，并且對(duì)可編程序控制器的控制命令接受。凝露溫度監(jiān)控器的作用是可以對(duì)環(huán)境的溫度、濕度實(shí)時(shí)監(jiān)視，可以啟動(dòng)溫度負(fù)載、凝露負(fù)載在條件達(dá)到時(shí)，對(duì)可能產(chǎn)生的凝露、超溫情況并且采取一定的應(yīng)對(duì)措施。

1.3 冷卻器電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制電氣接線

控制8組冷卻器的冷卻控制裝置論文設(shè)計(jì)，每組冷卻器由1個(gè)潛油泵和3個(gè)風(fēng)扇構(gòu)成。可以把冷卻器保護(hù)控制部分為潛油泵電動(dòng)機(jī)提和冷卻器風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)供過(guò)載、堵轉(zhuǎn)和缺相保護(hù)兩個(gè)部分，可編程序控制器的輸出指令可以接受，投/切冷卻器組.保護(hù)控制每組冷卻器的接線是一樣的，我們這里只對(duì)冷卻器保護(hù)控制的一組電氣接線原理進(jìn)行分析。

2 軟件設(shè)計(jì)

2.1 軟件總體設(shè)計(jì)

總體設(shè)計(jì)：首先分析可編程序控制器的原理，并且就可編程序控制器程序流程進(jìn)行了介紹，然后重點(diǎn)對(duì)幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行介紹，并且就系統(tǒng)幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)可編程序控制器程序中的編制程序。

程序流程：首先初始化程序，接著對(duì)電源處理，如果有就進(jìn)行三側(cè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行處理，沒(méi)有電源輸入的話直接停止程序的運(yùn)行。在進(jìn)行主程序的開(kāi)始后，整個(gè)程序就準(zhǔn)備就緒了。由于系統(tǒng)的凝露溫度監(jiān)控器能夠?qū)囟冗M(jìn)行監(jiān)控，程序根據(jù)電路的電路連接進(jìn)行一個(gè)判斷：當(dāng)溫度沒(méi)有超過(guò)閾值則進(jìn)行手動(dòng)。否則通過(guò)三側(cè)開(kāi)關(guān)對(duì)系統(tǒng)的電源進(jìn)行切換。通過(guò)電源的切換控制潛油泵很三個(gè)風(fēng)扇進(jìn)行也就是制冷系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)。當(dāng)壓力過(guò)大，也就是變壓器凝露溫度監(jiān)控器的溫度過(guò)高時(shí)，我們通過(guò)開(kāi)關(guān)的切化使制冷設(shè)備能夠工作。當(dāng)凝露溫度監(jiān)控的溫度沒(méi)有超過(guò)閾值，則采用備用的制冷模塊進(jìn)行工作。當(dāng)溫度不是很高的時(shí)候，跳轉(zhuǎn)到三用備用的制冷模塊進(jìn)行工作，同時(shí)迭代上述的過(guò)程。當(dāng)所有的這些工作完成之后，判斷凝露溫度監(jiān)視器的溫度不是很高的時(shí)候，系統(tǒng)跳轉(zhuǎn)到初始的開(kāi)始狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)備就緒的狀態(tài)。然后再進(jìn)行一個(gè)下一輪的重復(fù)。

2.2 上位機(jī)監(jiān)視軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)監(jiān)視軟件的監(jiān)視任務(wù)包括串口數(shù)據(jù)的讀取、設(shè)置和打開(kāi)串口、解析顯示和保存數(shù)據(jù)，進(jìn)行冷卻器運(yùn)行監(jiān)視。

首先進(jìn)行串口參數(shù)的設(shè)置，如果不能成功打開(kāi)串口，需要對(duì)參數(shù)重新的進(jìn)行設(shè)置。這些設(shè)置包括波特率、串口號(hào)、通訊位數(shù)奇偶校驗(yàn)位，然后再重新打開(kāi)串口；有專(zhuān)門(mén)的函數(shù)使得串口參數(shù)的設(shè)置和打開(kāi)。

成功打開(kāi)串口后，新的線程就要?jiǎng)?chuàng)建，創(chuàng)建新的線程的原因，就是新創(chuàng)建的線程和主線程并列運(yùn)行，作用是等待串口事件發(fā)生。程序運(yùn)行的效率可提高。如果一直沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送給串口，則線程繼續(xù)進(jìn)行等待。

如果有數(shù)據(jù)發(fā)送到串口中，則將數(shù)據(jù)讀入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)用讀串口函數(shù)，然后解析讀入數(shù)據(jù)。

程序接下來(lái)刷新監(jiān)視軟件可視區(qū)域根據(jù)解析得到的數(shù)據(jù)。然后程序再重復(fù)上一輪的過(guò)程。

3 結(jié)語(yǔ)

本論文完成的變壓器冷卻控制裝置的硬件設(shè)計(jì)，硬件主要由電源監(jiān)視控制、凝露溫度監(jiān)控、就地控制與顯示、上位計(jì)算機(jī)監(jiān)視、冷卻器投切保護(hù)等功能模塊組成。本文就主要的可編程的輸入輸出連接和電源部分的連接進(jìn)行了具體的介紹。變壓器冷卻裝置的控制采用PLC實(shí)現(xiàn)，通過(guò)編程實(shí)所有的控制功能現(xiàn)，系統(tǒng)接線極大的簡(jiǎn)化了，由于PLC自身具有高可靠性，裝置的自動(dòng)化程度和可靠性大大提升了。

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